氧传感器工作原理及故障检测

我们知道三元催化器是汽车排气系统中重要的净化装置，它可以同时将废弃中三种主要的有害物质转化为无害物质，而我们今天要介绍的氧传感器也是电喷发动机控制系统中必不可少的部件。氧传感器的工作原理是什么，它如何进行故障检测的，下面皮卡中国小编将解答大家的疑问。

氧传感器的定义

氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。氧传感器均安装在发动机排气管上。

氧传感器工作原理

氧传感器的工作原理与电池相似，基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化皓内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量21%，浓混合燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少的多。在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化皓的内外表面上。当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压（0.6～1V），这个电压信号被送到ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器点电压信号。因此氧传感器的电子控制燃油计量的关键传感器。

氧传感器只有在高温时（端部达到300℃以上）起特征才能充分体现，才能输出电压。它约在800℃时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。氧传感器安装位置目前，汽车的氧传感器有两个，一个位于三元催化之前，用来检测未被催化剂催化前的氧浓度，另一个位于三元催化器之后，用来检测被催化剂催化后的氧浓度，通过这两次反馈，使喷油量更加适合当前工况。氧传感器作用氧传感器用来检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。

ECU根据来自氧传感器的电动势差别判断空燃比的低或高，并相应地控制喷油持续的时间。但是，如氧传器有故障使输出的电动势不正常，（ECU）电脑就不能精确控制空燃比。所以氧传感器还能弥补由于机械及电喷系统其它件磨损而引起空燃比的误差。可以说是电喷系统中唯一有“智能”的传感器。传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制；确保三元催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOX）三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。

氧传感器分类

目前，市场中传感器的类型有很多种，根据应用需要的不同可以分为不同类型。

1、环境温度电化学传感器

环境温度电化学传感器是一种电流传感器。常见是电化学传感器是比较小的，局部密封，圆柱形的1-1/4英寸直径，高0.75英寸左右，传感器包含两个不同的电极，浸泡在电解质溶液中，常规的电解质溶液是KOH。原文地址：http://www.pikacn.com/news/20156/2821.html

2、顺磁性传感器

动态磁场和哑铃型的设计是种传感器的主要特点。与其它一些气体，如氮气，氦气，氩气相比，氧气具有很高的磁场敏感性，并且会表现出顺磁性的特点。

3、极谱氧传感器

极谱氧传感器，阳极(典型的为银)和阴极(典型的为金) 浸没在氯化钾电解质溶液中。 电极与样品之间通过一个半透膜分离，这也是氧气扩散进入传感器的机制。

4、氧化锆氧气传感器

此种传感器偶尔地被称为“高温”电化学传感器，这是根据能斯脱原则。氧化锆传感器使用固体电解质，含有氧化锆和氧化钇成份。 氧化锆探针在反面的边上镀有充当传感器电极的铂金。 如果要使用氧化锆传感器，必须加热它到大约650摄氏度。 在这个温度，根据分子的主要成分，锆晶形成多孔，允许氧气离子的运动从氧气的更高的浓度的到一更低一个，根据氧气分压。

另外其他类型的氧测量技术正在发展，在某些情况下被用于特定应用。他们包括，发光两极化，光电化学传感器，激光气体传感器，等等。这些新的技术正在进一步发展和改善，他们可能会成为目前正在使用的几种主要氧传感器的替代方法。氧传感器应用氧传感器广泛用于石油、化工、煤炭、冶金、造纸、消防、市政、医药、汽车、气体排放监测等行业。

氧传感器常见故障

1、氧传感器中毒

修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。

2、积碳

将沉积物清除，就会恢复正常工作。

3、氧传感器陶瓷碎裂

氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。

4、加热器电阻丝烧断

对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作。

5、氧传感器内部线路断脱

6、氧传感器外观颜色

检查从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，则应更换氧传感器。

氧传感器故障诊断

1、检测氧传感器加热器的电阻

用欧姆表测量氧传感器插座端子（加热电阻）之间的电阻，加热电阻引出来的相邻两根线的颜色相同，很好区别。冷态电阻约4欧。如果检测为断路或电阻不在正常的范围之内，则需更换氧传感器；如果电阻值正常，则进行下一步故障检修。

2、检测氧传感器加热器电源电压

接通点火开关，测量加热电阻端对应的氧传感器插头（线束侧）端子之间的电压，应为蓄电池电压。如果电压低或无，则检修氧传感器插头至喷射继电器、搭铁的线路。

3、检测氧传感器电阻加热器对地绝缘性

用欧姆表测量氧传感器电阻加热器与外壳之间的电阻，应为 ∞。如果通路，更换氧传感器，如果不通路，则进行下一步检修。

4、检查氧传感器的信号电压

①在关闭点火开关的情况下，断开氧传感器上的4芯连接器；

②将蓄电池的12V电源引到氧传感器的电阻加热端，这个方法需要做一对带线接头，即测试工装。接好后起动发动机，2min后测量信号输出端的电压。

如何清洗氧传感器

1、拆下氧传感器

2、用5-10%的三氯化铁溶液加过量的盐酸，这个比例要视传感器头子表面的情况而定。

3、将氧传感器放到溶液里浸泡，10-15分钟后取出。

4、用水冲净，不仅周围的四个孔要通畅，从底部观察，洗净后里面的载体呈白色。

5、用水冲净后，装上传感器

清洗氧传感器注意事项

1、氧传感器的载体和传感元件比较小气，所以小编只推荐用三氯化铁和盐酸溶液清洗，这种方法简单易行而且安全，并且已经验证了其可行性。至于其它化学药品能不能使用，目前暂不清楚。

2、用这种方法清洗氧传感器需要一定的DIY能力和判断能力，建议：如果没有一定的把握的车友慎重！如果掌握不好极易使氧传感器永久性的损坏。

结语：据一项调查显示，汽车在使用含铅汽油500公里左右，氧传感器在一定程度上的会遭到污染和损坏，车主应及时清洗和更换氧传感器，以确保氧传感器和三元催化器维持正常的工作状态，最大程度地对排放污染物的进行转化和净化。

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